DE2359322A1 - Einrichtung zum steuern und umsteuern eines wasserstrahlantriebs - Google Patents

Description

B 1043

PATENTANWÄLTE
. ■ Ing. ΗΛΝ3 RU3CHKE l ■ In₂. GL ν nuSC:-:KE ping. ΗΛΠ3 E. RUSCHKE

¹ BERLIN 33 Auguste-Viktotia-.S.traße 65

The Boeing Company, Seattle / Washington (V.StoV.Ao)

Einrichtung zum Steuern und Umsteuern eines Y/asserstrahlantriebs

Die Erfindung betrifft Wasserfahrzeuge und im besonderen eine Einrichtung zum Steuern von Wasserfahrzeugen mit einem Wasserstrahlantrieb.

Die Erfindung ist auf Wasserfahrzeuge mit einem Wasserstrahl antrieb gerichtet, die mit einer Einrichtung zum Ausstoßen eines Wasserstrahls vom Schiff aus nach rückwärts ausgestattet sind. Die Erfindung sieht vor, diesen austretenden Wasserstrahl abzulenken, um die Fahrtrichtung des Schiffes sowohl nach backbord als auch nach steuerbord zu ändern, und um ferner eine Yorwärtsals auch eine Eückwärtsfahrt des Schiffen zu bewirken.

Bei derartigen Wasserfahrzeugen wird das umgebende Wasser durch einen Einlass am Schiffsrumpf angesaugt und durch einen Kanal und einen Auslass gepumpt, der den Wasserstrahl nach rückwärts lenkt, wobei das Schiff angetrieben wird. Einer der Hauptvorzüge eines solchen V/asserstrahlantriebs ist darin zu sehen,

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aass ein Wasserfahrzeug auch dann angetrieben werden kann, wenn der vorhandene Wasserspiegel nur für den Tiefgang des Schiffes ausreicht. j£s ist daher erwünscht, die Abmessungen vorstehender Bauteile an der Unterseite des Schiffes so klein wie möglich zu halten, Bei einer Fahrt mit geringstem Tiefgang such die Antriebseinrichtung Sand und Ablagerungen aufzunehmen. .Ferner arbeitet ein solcher Antrieb gleich gut in Süß- und Salzwasser. Die Grundantriebseinrichtung ist jedoch nicht imstande, das Schiff rückwärts anzutreiben, welche Möglichkeit bei einer Fahrt in begrenzten Bezirken oder in anderen Umständen von Vorteil wäre.

Bei bisher bekannten derartigen Antriebseinrichtungen besteht die Schwierigkeit, dass die Betätigungsmechanik sehr nahe an den Wasserstrahlablenkmitteln angeordnet werden muss. Außerdem müssen am Schiffsrumpf viele Löcher vorgesehen werden, durch die die äußeren Betätigungsmittel mit der im Innern des Schiffes angeordneten Steuermechanik verbunden werden.

Eine weitere Schwierigkeit bei bekannten solchen Einrichtungen besteht aus der weitgehenden Verwendung einer Gleitbewegung von Metall an Metall bei den Ablenk- und Betätigungsmitteln. Ein solcher Kontakt von Metall an Metall innerhalb des Arbeitsbezirkes führt häufig zu einer Fehlfunktion und einer ausgedehnten Wartung. Ferner erfordern bekannte derartige Einrichtungen komplizierte Bauteile, die schwierig zu warten sind als nicht reparaturfähig ersetzt werden müsseno

Viele solcher Wasserfahrzeuge mit Wasserstrahlantrieb werden für militärische Zwecke in entlegenen Gebieten verwendet. Solche Wasserstrahlantriebe werden ferner für Tragflügelboote verwendet, die große Entfernungen längere Zeit in Gebieten durchfahren, in denen keine Möglichkeiten für eine Wartung und Reparaturen bestehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für Wasserfahrzeuge mit Wasserstrahlantrieb zu schaffen, die oberhalb der Wasserlinie angeordnet werden kann, um den Wasserwiderstand herabzusetzen sowie die Abmessungen von unter dem Wasserspiegel vorstehenden Bauteilen, und um die bei bekannten derartigen Einrichtungen bestehenden Schwierigkeiten zu beheben.

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Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschriebene In der beiliegenden Zeichnung ist die

eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung nach dem Anbringen am rückwärtigen Schiffsrumpfteil eines von einem Wasserstrahl angetriebenes Schiffes, wobei die Steuereinrichtung auf die Vorwärtsfahrt des Schiffes eingestellt ist,

eine Seitenansicht der Einrichtung nach der Figol bei einer Einstellung der Steuereinrichtung auf eine Rückwärtsfahrt des Schiffes,

Figo3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Einrichtung nach dem Anbringen am rückwärtigen Teil des Schiffsrumpfes eines Schiff es mit Wasserstrahlantrieb nach der I¹Xg₀I, wobei die Steuereinrichtung auf eine Vorwärtsfahrt ohne Abweichung nach Backbord oder Steuerbord eingestellt ist,

Figo4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Einrichtung bei einer Einstellung der Steuereinrichtung auf eine Rückwärtsfahrt ohne Abweichung nach Backbord oder Steuerbord,

Fig.5 eine vereinfacht gezeichnete Draufsicht auf die auf eine Vorwärtsfahrt eingestellten Ablenkglieder,

Fig.6 eine der Fig·5 ähnliche Darstellung der eine neutrale Stellung einnehmenden Ablenkglieder,

Fig.7 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäßen Ablenkglieder bei einer Einstellung auf eine Rückwärtsfahrt,

Fig.8 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Einrichtung nach dem Anbringen an dem rückwärtigen Teil eines mit einem Wasserstrahlantrieb ausgestatteten Schiffsrumpfes, wobei die Steuereinrichtung auf eine Vorwärtsfahrt des Schiffes und auf eine Kursänderung nach backbord eingestellt ist. Bei der mit unterbrochenen Linien dargestellten Einstellung der Steuereinrichtung fährt das Schiff in der Vorwärtsrichtung und nach steuerbord.

Die Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht das Steuern eines mit einem Wasserstrahlantrieb ausgestatteten Schiffes in

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der Vorwärts- als auch, in der Rückwärt sr iciitung„ Im Betrieb saugt der Wasserstrahlantrieb V/asser aus der Umgebung durch einen Einlasskanal an, das von einer Pumpe unter Druckgesetzt und ausgestoßen wird» Der erzeugte Wasserstrahl 10 bewirkt einen Vortrieb des Wasserfahrzeuges in der entgegengesetzten Richtung, in der der Wasserstrahl ausströmt. Wird der Wasserstrahl 10 nach irgendeiner Richtung abgelenkt, so werden die auf das Schiff einwirkenden resultierenden Kraftvektoren entsprechend verändert. Die Erfindung sieht zu diesem Zweck eine Ablenkung des austretenden Wasserstrahls 10 vor. Wird der Wasserstrahl 10 nur seitlich abgelenkt, wie in der Fig.8 dargestellt, so kann das Wasserfahrzeug während der Vorwärtsfahrt gesteuert werden. Wird der Wasserstrahl 10 nur nach unten und nach vorn abgelenkt, wie in der Figo2 dargestellt, so fährt das Wasserfahrzeug gerade nach rückwärts. Bei einer Ablenkung des Wasserstrahls 10 sowohl seitlich als auch nach unten und nach vorn, so kann das Schiff während einer Rückwärtsfahrt gesteuert werden.

Wie in der Fig.i dargestellt, tritt der Wasserstrahl 10 aus dem Kanalauslass 12 am Querträger 14 aus. Am Querträger 14 sind mit Hilfe von Befestigungsmitteln 20 das Rückwärtsablenkglied 16 und das Steuerablenkglied 18 so angebracht, dass sie ohne Schwierigkeiten verschwenkt werden können, wie noch beschrieben wird, während die Glieder im austretenden Wasserstrahl 10 sicher festgehalten werden.

Das Steuerablenkglied 18 wird von einer Steuerwelle 22 getragen, die durch ein Lager und eine Abdichtung 24 in den Innenraum des Schiffes oder in eine Schutzhülle 26 hineingeführt ist und in einem Steuerarm 28 endet.

Das Rückwärtsablenkglied 16 wird von einer Umsteuerwelle 30 getragen, die durch die Lager- und Abdichtungsanordnung 24 in den Innenraum des Schiffes oder in eine Schutzhülle 26 hindurchgeführt ist und in einem Umsteuerarm 32 endet.

Die Figuren 3 und 4 zeigen die Verbindungen mit dem Steuerarm 28 und dem Umsteuerarm 32. Der Steuerarm 28 steht mit einer Steuerbetätigungsanordnung 34 in Verbindung, die am Schiffsrumpf oder an der Wandung der Schutzhülle 36 angebracht ist·

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Die Steuerbetätigungsanordnung 34- wird in Betrieb gesetzt von Signalen aus der nicht dargestellten Steuermechanik. Bei der Vorwärtsfahrt nach der E¹Xg₀J, wird bei Betätigung der Steueranordnung 34 durch ein Backbordwendesignal bewirkt, dass die Betätigungswelle oder -stange 35 sich in die äußere Umhüllung hineinbewegt mit der Folge, dass die Betätigungsanordnung 34 verkürzt wirdo Da die äußere Umhüllung 37 am Schiffsrumpf oder an der Schutzhülle 36 festgehalten wird und mit dem Steuerarm verbunden ist, so bewirkt die Verkürzung der Betätigungsanordnung 34, dass der Steuerarm 28 auf der Achse der Steuerwelle 22 verschwenkt wird. Die Steuerwelle 22 und das Steuerablenkglied 18, die mit dem Steuerarm 28 verbunden sind, werden durch die Schwenkbewegung des Steuerarmes 28 in eine neue Einstellung bewegt, wie in der Fig«8 dargestellt ist. Aufgrund eines Steuerbordwendesignals bewirkt die Betätigungsanordnung, dass die Betätigungsstange 35 aus der äußeren Umhüllung 37 ausgefahren wird, wodurch die Betätigungsanordnung 34 verlängert wird. In diesem Falle erfolgt eine Verschwenkung in der entgegengesetzten Richtung mit der Folge, dass das steuernde Ablenkglied 18 die in der Fig«8 mit unterbrochenen Linien dargestellte Stellung einnimmt»

Das Ablenkglied 18 ist so ausgestaltet und angeordnet, dass es aus der einen Grenzstellung der bogenförmigen Bewegungsbahn in die andere Grenzstellung bewegbar ist, ohne den Eintritt des Wasserstrahls 10 zu behindern. Bei einer Einstellung, in der die Längsachse des Ablenkgliedes 18 mit der Achse des ausströmenden Wasserstrahls 10 zusammenfällt, , wie in der Fig,3 dargestellt, so erfolgt trotzdem keine Behinderung des Wasserstrahls. Wird das Ablenkglied 18 um dessen Achse nach irgendeiner Richtung verschwenkt, wie in der Fig.8 dargestellt, so stößt der Wasserstrahl 10 auf eine Seite des Ablenkgliedes 18, wobei auf den Querträger 14 des Schiffes eine ?/endekraft ausgeübt wirde

Wie aus den Figuren 3 und 4 zu ersehen ist, ist der Umsteuerarm 32 mit der Umsteueranordnung 38 verbunden, die am Steuerarm 28 angebracht ist» Wird die Umsteueranordnung 38 nicht betätigt, so bleibt deren Länge unverändert. In diesem Falle bilden der Steuerarm 28, der Umsteuerarm 32 und die Umsteuerbetätigungsanordnung 38 die drei Seiten eines Dreiecks mit feststehender

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Länge« Der Umsteuerarm 32 kann nicht in bezug auf den Steuerarm 28 verschwenkt werden, sofern nicht die Länge der Umsteuerbetatigungsanordnung 38 verändert wird. Da das Umsteuerablenkglied und die Umsteuerstange 30 ^am Umsteuerarm 32 nicht verschwenkbar angebracht sind, wie in der Fig«1 dargestellt, so kann eine Verschwenkung zwischen dem Steuerablenkglied 18 und dem Umsteuerablenkglied 16 erst dann erfolgen, wenn eine entsprechende Schwenkbewegung zwischen dem Steuerarm 28 und dem Umsteuerarm erfolgte Bei den Steuerbewegungen des Steuerarmes 28, wie oben beschrieben und in der Fig»8 dargestellt, wird der Umsteuerarm mitgeführt, wobei deren Stellung in bezug auf einander aufrechterhalten wird»

Bei der Vorwärtsfahrt des Schiffes wird das Umsteuerablenkglied 16 vom austretenden Wasserstrahl 10 entfernt gehalten, wie in den Figuren 3 und 5 dargestellt. Bei einer Betätigung der Umsteueranordnung 38 aufgrund eines entsprechenden Steuersignals wird die Betätigungsstange 39 in die äußere Umhüllung 41 hineinbewegt. Hierbei wird die Gesamtlänge der Umsteueranordnung 38 verkürzt. Da die Umsteueranordnung 38 die eine Seite eines Dreiecks bildet, wie bereits beschrieben, so muss bei einer Verkürzung der gegenüberstehende Winkel zwischen dem Steuerarm 28 und dem Umsteuerarm 32 gleichfalls kleiner werden. Dieses Verschwenken des Umsteuerarmes 32 in bezug auf den Steuerarm 28 bewirkt direkt eine entsprechende änderung der Beziehung zwischen dem Steuerablenkglied 18 und dem Umsteuerablenkglied 16. Bewegt sich der Umsteuerarm 32 aus der in der Pig,3 dargestellten Stellung in die vollständig zurückgezogene Stellung nach der Fig,4, so bewegt sich, das Umsteuerablenkglied aus der vorderen Stellung nach den Figuren 3 und 5 in die vollständig zurückgezogene Stellung nach den Figuren 4 und 7ο Bei dieser Bewegung nimmt das Umsteuerablenkglied in bezug auf das Steuerablenkglied 18 und den austretenden Wasserstrahl 10 mehrere Stellungen ein. Bei jeder dieser Zwischenstellungen (Fig»6) wird ein Teil des Wasserstrahls 10 umgelenkt und erzeugt einen Rückwärtsschub, während der übrige Teil des Wasserstrahls 10 unabgelenkt bleibt und einen Vorwärtsschub erzeugt. Ist der Vorwärtsschub ebenso stark wie der Rückwärtsschub, so wirkt auf das Schiff keine Antriebskraft ein. Wird das Umsteuerablenk-

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glied 16 in dieser neutralen Stellung festgehalten, so bleibt das Schiff an der betreffenden Stelle stehen, obwohl die Wasserstrahlpumpeinrichtung mit voller Kraft arbeitet. Die vollständige Steuerfähigkeit des Schiffes bleibt jedoch erhalten auch während des Überganges von der Vorwärtsfahrt auf die Rückwärtsfahrt, da beim Umsteuern nur die Stellungen der Ablenkglieder in bezug auf einander geändert werden. Die oben beschriebenen Vorgänge wiederholen sich im umgekehrten Sinne bei dem Übergang aus den Einstellungen nach den Figuren 4 und 7 über die Einstellung nach der Fig« 6 in die Einstellungen nach den Figuren 5 und 5·

Die Lager- und Äbdichtungsmittel 44 sind in der beschriebenen Weise so angeordnet, dass die Bewegung der Bauteile erleichtert und das Eindringen von Wasser erschwert wird.

Patentansprüche

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   j 1. J Richtungssteuerungseinrichtung für ein mit einem Wasser-« V^^/strahlantrieb ausgestattetes Wasserfahrzeug, wobei das Wasser aus der Umgebung durch, einen Einlasskanal angesaugt und von einer Pumpeinrichtung unter Druck als ein Wasserstrahl ausgestoßen wird, gekennzeichnet durch zwei im wesentlichen konzentrische Stangen, durch Betätigungsmittel, die mit den Stangen so verbunden sind, dass diese einzeln oder gemeinsam verschwenkbar sind, durch ein erstes Ablenkglied, das von einer der beiden Stangen getragen wird und allgemein aus einer Rohrleitung besteht, die bei Einnahme der einen Stellung den Durchgang des Wasserstrahls unbehindert zulässt, bei einer Drehung um deren Achse nach einer von zwei Richtungen eine Ablenkung des eintretenden Wasserstrahls bewirkt, so dass das Wasserfahrzeug hierbei gesteuert werden kann, durch ein zweites Ablenkglied, das von der anderen der beiden Stangen getragen wird, stromabseitig vom ersten Ablenkglied angeordnet und so ausgestaltet ist, dass es bei einer Drehung um die eigene Achse in die eine Stellung den Durchgang des Wasserstrahls unbehindert zulässt, welches Ablenkglied bei einer Herausdrehung aus der ersten Stellung mehrere Stellungen einnehmen kann, bei denen ein Teil oder der gesamte Wasserstrahl allgemein nach vorn umgelenkt wird, wobei auf das Wasserfahrzeug ein Eückwärtsschub ausgeübt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ablenkglied so gekrümmt ausgestaltet ist, dass der gesamte Wasserstrahl oder ein Teil zuerst nach unten und dann allgemein nach vorn umgelenkt wird, wobei auf das Wasserfahrzeugein nach rückwärts gerichteter Schub ausgeübt wird.

   3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Stange aus einer die innere Stange enthaltenden Rohrleitung besteht, dass das erste Ablenkglied

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   von der inneren Stange der beiden allgemein konzentrischen Stangen getragen wird, und dass das zweite Ablenkglied von der äußeren Stange getragen wird.

   4ο Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung aus einem mit der ersten der genannten ,beiden Stangen verbundenen Betätigun.gsmittel und aus einem mit der zweiten Stange verbundenen zweiten Betätigungsmittel besteht, dass das erste Betätigungsmittel mit dem zweiten Betätigungsmittel so verbunden ist, dass eine Betätigung des zweiten Betätigungsmittels eine Verschwenkung der zweiten Stange in bezug auf die erste Stange bewirkt, und dass eine Betätigung des ersten Betätigungsmittels ein gemeinsames Verschwenken der genannten beiden Stange und kein gegenseitiges Verschwenken in bezug auf einander bewirkt»

   5· Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden im wesentlichen konzentrischen Stangen durch den Rumpf des Wasserfahrzeuges hindurchgeführt sind, und dass die Betätigungsmittel im Innenraum des Wasserfahrzeuges angeordnet sind·

   6· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden im wesentlichen konzentrischen Stangen durch eine dem Wasserfahrzeug zugeordnete schützende Umhüllung hindurchgeführt sind, in der die Betätigungsmittel angeordnet sind.

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